bootloader？小白的单片机之旅

大家好，如果您还对bootloader不太了解，没有关系，今天就由本站为大家分享bootloader的知识，包括小白的单片机之旅的问题都会给大家分析到，还望可以解决大家的问题，下面我们就开始吧！

1、我们的单片机中运行的“程序”是怎么跑的？这些程序是如何下载更新的？如果我们在一些场景下需要升级我们自己的程序，有什么方法？

2、在前文《小白的单片机之旅——单片机的启动》一文已经简单描述了基本的启动过程，我们知道这里的我们通常编译生成一个bin文件或者hex文件作为烧写文件，然后通过ISP或者JTAG等方式写入器件内，然后看起来我们的程序在上电复位之后即等到了执行。

3、我们到底把什么东西写到那里了呢？如下图所示，Icode就是指令总线，显然是我们的指令都是存储、并且直接执行在flash中的（norflash）。我们的编译生成的bin文件包含了指令和数据，所有上面的问题我们把纯粹的二进制bin文件，写到了flash的某一段位置，在系统上电、复位之后，我们写进去的bin文件即主导了所有的软硬件动作，从而看起来是，我们的程序得到了执行。

4、我们通常是在离线状态时进行程序的烧写（烧片、或者上面的固件更新接口），那么如何实现在线更新呢？一个方法就是实现一个bootloader。顾名思义，bootloader有两个基本意图，boot&loader。boot就不说了，不同的硬件场景下有不同的内涵，意图就是让我们的系统按照我们的意图由简单到复杂的启动起来，loader就是加载我们需要加载的对象，这个对象可能是某个app、OS、或者其他的可执行对象。

5、这里我们先系统实现一个简单bootloader，先来实现我们自定义的方法来启动我们的app（以《小白的单片机之旅——sd卡驱动并基于其移植FATFS》为例）。当有bootloader的时候我们的flash空间怎么分布？我们这里简单分配一下，如下图所示。分配给bootloader32KB空间（MCU的flash资源非常宝贵，bootloader一个显著的要求就是资源占用一定要少）

6、我们的设计是：当设备上电复位之后默认执行bootloader，如果需要人机交互，则输入CTRL+A命令进入交互界面，否则在倒数计时3S之后，则检查APP区是否有合法的镜像，如果有则跳转到app区，由app接管；如果没有合法的镜像，则自动重启。

7、基于之前的软件框架，我们增加一个bootloader的开发app（bootloader本身也是一个app）。主要步骤参考下图，已经写的比较清楚了。

8、那么基于bootloader的app，需要做什么修改吗？和我们普通的app有什么区别呢？最重要的

9、区别是我们在使用汇编文件进行引导c环境的时候，需要设置中断向量表的起始位置，如上面图2所示，有bootloader的时候app的镜像文件在flash中的位置是不一样的，在前文《小白的单片机之旅——单片机的启动》中已经说明硬件在复位等所有的中断的跳转需要依赖中断向量表，中断向量表在bin文件的开头，这一点有无bootloader时是敏感到的。需要做相应的适配，我们可以直接修改如下。除此以外，我们需要修改对应的链接文件，在编译其他app的时候执行图2中描述的app的范围。

10、存在bootloader时，其他app的中断向量入口适配

11、存在bootloader时，其他app的链接文件适配

12、bootloader引导启动sd卡测试app启动日志

13、至此，一个简易的具有引导过程的bootloader就完成了。该bootloader中我们还预埋了一个基于串口的xmodem协议的实现，可以直接基于串口进行flash加载更新，当然了，如果放大一些bootloader的空间，我们可以实现更方便的方法，我们接口sd卡的功能，可以实现在bootloader阶段读取sd卡的内容，从而实现可以通过sd卡来更新升级app。

14、源码路径：https://gitee.com/fg20/priv_stm32_proj

关于bootloader，小白的单片机之旅的介绍到此结束，希望对大家有所帮助。